KR101977939B1

KR101977939B1 - 원심 팬 및 이를 이용한 공기 조화기

Info

Publication number: KR101977939B1
Application number: KR1020120127824A
Authority: KR
Inventors: 손상혁; 김정훈; 손민수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2012-11-13
Publication date: 2019-05-14
Also published as: EP2730787A2; KR20140060896A; US9611860B2; EP2730787A3; CN103807210A; EP2730787B1; US20140133988A1; CN103807210B

Abstract

본 발명은, 예를 들어, 에어컨의 실내기 등과 같은 다양한 유형의 공기 조화기에 사용되는 원심 팬 및 이를 이용한 공기 조화기에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 원심 팬의 허브(Hub)에 설치되는 블레이드(Blade)의 종단부에, 직사각형의 플레이트(Plate), 또는 에스(S)자와 유사한 트위스트(Twist) 형상의 거니 플랩(Gurney Flap)을 추가로 형성함으로써, 발생 소음을 효율적으로 감소시킴과 아울러, 팬 효율을 증가시킬 수 있게 되며, 더 나아가, 상기 거니 플랩이 형성된 블레이드와 허브를 용이하게 일체로 사출 제작할 수 있게 되므로, 원심 팬의 성능 및 생산성을 효율적으로 향상시킬 수 있게 된다.

Description

원심 팬 및 이를 이용한 공기 조화기 {A centrifugal fan and an air conditioner utilizing it}

본 발명은, 예를 들어, 에어컨의 실내기 등과 같은 다양한 유형의 공기 조화기에 사용되는 원심 팬 및 이를 이용한 공기 조화기에 관한 것이다.

도 1은, 일반적인 공기 조화기에 사용되는 원심 팬에 대한 실시예의 구성을 도시한 것으로, 예를 들어, 에어컨의 실내기 등에 사용되는 원심 팬(10)은, 허브(Hub)(11)와, 다수의 블레이드(Blade)(12), 그리고 슈라우드(Shroud)(13)로 구성될 수 있다.

한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기와 같이 다수의 블레이드(12)가 설치된 허브(11)가, 예를 들어, 모터의 회전력에 의해 반시계 방향(P)으로 고속 회전하게 되면, 상기 슈라우드(13)의 상측(M)에 형성된 중앙 홀을 통해 흡입된 유체가, 상기 허브(11)에 설치된 다수의 블레이드(12)에 의해 측면(N)으로 토출된다.

그러나, 상기 블레이드(12)의 상측면에는, 예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 익단 와류(S)가 발생하게 되므로, 소음 발생 및 공력 손실을 유발하게 되며, 상기 블레이드(12)의 우측면에는, 토출 방향에 수직으로 대향되는 송풍(W)이 작용하게 되므로, 불필요하게 송풍 음이 증가함은 물론, 팬 효율을 저하시키는 문제점이 발생하게 된다.

한편, 이를 해결하기 위한 방안으로서 새로운 구조의 원심 팬들이 제안되고 있는 데, 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 한국특허공개공보 제2005-0119071호에 기재된 새로운 구조의 원심 팬(20)에는, 슈라우드(Shroud)가 삭제된 상태에서, 다수의 블레이드(22)가 허브(21)에 설치되는 구조를 갖는다.

또한, 상기 블레이드(22)의 측면은, 도 4에 도시한 바와 같이, 에스(S)자와 유사한 트위스트(Twist)의 입체 형상(22a)으로 사출 제작되며, 이로 인해 블레이드(22)의 상측면과 하측면은, 수직 방향을 기준으로 소정 간격(D) 만큼 단차를 갖게 된다.

그리고, 상기 블레이드(22)의 상측면은, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 허브(21)의 중앙을 기준으로, 내주에서 외주 방향으로 갈수록 점차 넓은 면적을 갖는 완곡 익단부(22b)가 형성되어 있다.

이에 따라, 상기 완곡 익단부(22b)에서 발생하는 익단 와류(S)를 끌어당겨서 익단 와류(S)를 일정하게 유지할 수 있게 되며, 또한, 상기 허브(21)의 반대 방향으로 유체를 보냄으로써, 유체 흐름의 속도를 빠르게 할 수 있는 데, 이에 대한 상세한 기술 설명은, 한국특허공개공보 제2005-0119071호에 기재되어 있다.

그러나, 상기와 같이 허브(21)에 설치되는 다수의 블레이드(22)를, 에스(S)자와 유사한 트위스트(Twist)의 입체 형상(22a)으로 사출 제작하기 위해서는, 고도의 사출 기술이 요구되기 때문에, 사출 제작 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.

더욱이, 상기와 같은 완곡 익단부(22b)가 상측면에 형성된 입체 형상의 블레이드(22)를 하나씩 개별적으로 사출 제작하여 허브(21)에 설치하게 되면, 생산성 측면에서 작업 효율이 극히 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은, 예를 들어, 원심 팬의 허브(Hub)에 설치되는 블레이드(Blade)의 종단부에, 거니 플랩(Gurney Flap)을 추가로 형성하여, 소음 감소와 팬 효율 증가, 그리고 사출 제작의 용이성을 모두 향상시킬 수 있도록 하기 위한 원심 팬 및 이를 이용한 공기 조화기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 원심 팬은, 다수의 블레이드가 설치된 허브를 포함하여 구성되되, 상기 블레이드의 종단부에는, 거니 플랩이 형성되어 있는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 거니 플랩은, 에스(S)자의 트위스트(Twist) 입체 형상을 갖는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 거니 플랩의 상측은, 블레이드의 상측면과 180도로 수평하고, 상기 거니 플랩의 하측은, 블레이드의 하측면과 90도로 수직한 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 거니 플랩은, 직사각형의 플레이트로서, 블레이드의 평면과 소정의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 소정의 경사각은, 90도, 135도, 150도 중 어느 하나인 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 거니 플랩의 가로 길이는, 블레이드의 가로 길이의 2%를 초과하지 않는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 허브는, 상기 거니 플랩이 형성된 다수의 블레이드와 일체로 사출 제작되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하며,

또한, 상기 허브의 상측에는, 유체 흡입구가 형성된 슈라우드가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 원심 팬의 허브(Hub)에 설치되는 블레이드(Blade)의 종단부에, 직사각형의 플레이트(Plate) 또는 에스(S)자의 트위스트(Twist) 입체 형상을 갖는 거니 플랩(Gurney Flap)을 추가로 형성함으로써, 발생 소음을 효율적으로 감소시킴과 아울러, 팬 효율을 증가시킬 수 있게 되며, 더 나아가, 상기 거니 플랩이 형성된 블레이드와 허브를 용이하게 일체로 사출 제작할 수 있게 되므로, 원심 팬의 성능 및 생산성을 효율적으로 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 일반적인 원심 팬에 대한 실시예의 구성을 도시한 것이고,
도 2는 일반적인 원심 팬의 블레이드에 익단 와류와 송풍이 작용하는 실시예를 도시한 것이고,
도 3은 종래의 제안된 원심 팬에 대한 실시예의 구성을 도시한 것이고,
도 4는 종래의 제안된 원심 팬의 블레이드에 익단 와류와 송풍이 작용하는 실시예를 도시한 것이고,
도 5는 본 발명에 따른 원심 팬의 사시도를 도시한 것이고,
도 6은 본 발명에 따른 원심 팬의 슈라이드를 제거한 사시도를 도시한 것이고,
도 7은 본 발명에 따른 원심 팬의 측면도를 도시한 것이고,
도 8은 본 발명에 따른 원심 팬의 블레이드에 대한 실시예를 도시한 것이고,
도 9는 본 발명에 따른 원심 팬의 블레이드에 대한 하측 단면도를 도시한 것이고,
도 10은 본 발명에 따른 원심 팬의 블레이드에 대한 상측 단면도를 도시한 이고,
도 11은 본 발명에 따른 원심 팬의 블레이드에 대한 다른 실시예를 도시한 것이고,
도 12는 본 발명에 따른 원심 팬의 블레이드에 대한 다른 실시예의 측면도를 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 원심 팬 및 이를 이용한 공기 조화기에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명에 따른 원심 팬은, 예를 들어, 에어컨의 실내기 등과 같이 고속으로 회전하는 동안 발생 소음이 작아야만 하는 다양한 유형의 공기 조화기에 사용될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 원심 팬은, 모터의 회전력에 의해 고속으로 회전하는 허브(Hub)를 포함하여 구성되되, 상기 허브에 설치된 다수의 블레이드(Blade)의 종단부에, 거니 플랩(Gurney Flap)을 추가로 형성하여, 소음 감소는 물론, 팬 효율 증가, 그리고 사출 제작의 용이성을 모두 향상시키게 된다.

도 5는, 본 발명에 따른 원심 팬에 대한 사시도를 도시한 것이고, 도 6은 본 발명에 따른 원심 팬의 슈라우드(Shroud)를 제거한 상태의 사시도를 도시한 것이다.

그리고, 도 7은 본 발명에 따른 원심 팬에 대한 실시예의 측면도를 도시한 것으로, 본 발명에 따른 원심 팬(30)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 다수의 블레이드(32)가 설치된 허브(31)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 허브(31)에 설치된 블레이드(32)의 종단부에는, 예를 들어, 경주용 자동차의 후미에 설치되어 아래 방향으로의 다운 포스(Down Force)를 증가시키는 거니 플랩(Gurney Flap)이 추가로 형성된다.

예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 블레이드(32)의 종단부에는, 에스(S)자의 트위스트(Twist) 입체 형상을 갖는 거니 플랩이 선형(Linear)적으로 추가 형성된다.

그리고, 상기 거니 플랩(32a)의 상측은, 예를 들어 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 블레이드(32)의 상측면과 180도로 수평하게 형성되는 반면, 상기 플랩(32b)의 하측은, 상기 블레이드(32)의 하측면과 90도로 수직하게 형성되므로, 결국 상기 거니 플랩(32b)의 상측과 하측은, 에스(S)자의 선형적인 트위스트 형상을 갖게 된다.

한편, 상기 블레이드(32)와 트위스트 형상의 거니 플랩(32a)은, 일체로 사출 제작되는 것으로, 상기 거니 플랩(32a)의 가로 길이는, 상기 블레이드(32)의 가로 길이 보다 상당히 짧은 길이를 갖는다.

예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 블레이드(32)의 가로 길이(X)가 20cm 이면, 상기 블레이드(32)의 종단부에 형성된 거니 플랩(32a)의 가로 길이(X')는, 4mm 를 초과하지 않는 짧은 길이로 사출 제작하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 거니 플랩(32a)의 가로 길이(X')는, 상기 블레이드(32)의 가로 길이(X)의 2%를 초과하지 않도록 짧게 사출 제작하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같이 트위스트 형상의 거니 플랩(32a)이 종단부에 형성되어 있는 블레이드(32)는, 상기 허브(32)와 일체로 사출 제작될 수 있다.

즉, 본 발명에서는, 도 3을 참조로 전술한 바와 같이, 블레이드(22)의 측면이 에스(S)자의 트위스트(Twist) 입체 형상(22a)이면서, 동시에, 블레이드(22)의 상면에 익단 완곡부(22b)가 형성되어 있는 복잡한 구조의 블레이드(22)를 사용하지 않는다.

그 대신, 본 발명에서는, 도 6을 참조로 전술한 바와 같이, 블레이드(32)의 종단부에, 비교적 간단한 구조의 에스(S)자 형상을 갖는 거니 플랩(32a)을 추가로 형성함으로써, 블레이드(32)와 거니 플랩(32a)을 일체로 사출 제작할 수 있게 된다.

더 나아가, 거니 플랩(32a)이 형성된 블레이드(32)와 허브(31)를 용이하게 일체로 사출 제작할 수 있게 되므로, 원심 팬의 사출 제작이 용이해지는 장점이 있다.

한편, 도 9는 본 발명에 따른 원심 팬의 블레이드에 대한 하측 단면도를 도시한 것으로, 전술한 바와 같이, 상기 블레이드(32)의 종단부에 일체로 사출 형성된 거니 플랩(32a)의 하측면은, 상기 블레이드(32)와 90도 수직으로 형성되어 있다.

이에 따라, 상기 블레이드(32)의 측면을 따라 외부로 토출되는 유체가, 상기 90도 수직으로 사출 형성된 거니 플랩(32a)의 하측면과 충돌하기 때문에, 결국 상기 거니 플랩의 하측면은, 외부로 토출되는 유체의 방향을 변경시켜 익단 와류를 억제시키는 부압면으로의 역할을 하게 되므로, 익단 와류의 발생을 억제하게 되어, 소음 발생을 효율적으로 감소시키게 된다.

또한, 도 10은 본 발명에 따른 원심 팬의 블레이드에 대한 상측 단면도를 도시한 것으로, 전술한 바와 같이, 상기 블레이드(32)의 종단부에 일체로 사출 형성된 거니 플랩(32a)의 상측면은, 상기 블레이드(32)와 180도 수평으로 형성되어 있다.

이에 따라, 상기 블레이드(32)의 측면을 따라 토출되는 유체가, 상기 180도 수평으로 사출 형성된 거니 플랩(32a)의 상측면을 그대로 통과하기 때문에, 결국 상기 거니 플랩의 상측면은, 외부로 토출되는 유체의 방향을 그대로 유지시켜, 송풍 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

따라서, 본 발명은, 원심 팬의 허브에 설치되는 블레이드의 종단부에, 에스(S)자와 유사한 트위스트 형상의 거니 플랩을, 비교적 간단한 구조로 추가 형성하여, 소음 감소와 팬 효율 증가, 그리고 사출 제작의 용이성을 모두 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 도 11은 본 발명에 따른 원심 팬의 블레이드에 대한 다른 실시예를 도시한 것으로, 본 발명의 다른 실시예에서는, 원심 팬의 허브에 설치되는 블레이드(52)의 종단부에, 직사각형의 플레이트(Plate) 형상을 갖는 거니 플랩(52a)이 추가로 형성될 수 있다.

또한, 상기 거니 플랩(52a)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 블레이드(52)의 평면과 소정의 경사각(θ)을 갖고 일체로 사출 제작될 수 있다.

그리고, 상기 경사각은, 블레이드(52)의 평면과 90도, 135도, 150도 중 어느 하나의 값이 될 수 있는 데, 예를 들어, 소음 감소와 팬 효율 증가 측면을 고려하여 볼 때, 135도의 경사각으로 제작되는 것이 바람직하다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

10 : 원심 팬 11 : 허브
12 : 블레이드 13 : 슈라우드
20 : 원심 팬 21 : 허브
22 : 블레이드 22a : 입체 형상
22b : 익단 완곡부 30 : 원심 팬
31 : 허브 32,52 : 블레이드
32a,52 : 거니 플랩

Claims

다수의 블레이드가 설치된 허브를 포함하여 구성되되,
상기 블레이드의 종단부에는, 에스(S)자의 트위스트(Twist) 입체 형상을 갖는 거니 플랩이 형성되어 있고,
상기 허브는, 상기 거니 플랩이 형성된 다수의 블레이드와 일체로 사출 제작되는 것을 특징으로 하는 원심 팬.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 거니 플랩의 상측은, 블레이드의 상측면과 180도로 수평하고,
상기 거니 플랩의 하측은, 블레이드의 하측면과 90도로 수직한 것을 특징으로 하는 원심 팬.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 거니 플랩의 가로 길이는, 블레이드의 가로 길이의 2%를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 원심 팬.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 허브의 상측에는, 유체 흡입구가 형성된 슈라우드가 설치되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 원심 팬.
제 1항, 제 3항, 제 6항 및 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 원심 팬을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.